L'elettrolisi è un processo che ha una vasta applicazione industriale e, quindi, i suoi aspetti quantitativi sono estremamente importanti per le fabbriche. Ad esempio, devono sapere quanto reagente utilizzare, per quanto tempo eseguire il processo e quanto prodotto desiderato otterranno.
Attraverso l'elettrolisi ignea del cloruro di sodio (sale da cucina), le industrie producono gas di cloro, quindi hanno bisogno di sapere quale volume di gas di cloro saranno in grado di ottenere.
Inoltre, diverse parti metalliche subiscono elettrolisi in un mezzo acquoso per essere rivestite con un altro metallo, come nel caso di semigioielli e bigiotteria in oro o argento. La qualità del colore dell'oggetto rivestito e l'efficacia della protezione contro la corrosione dipendono, tra l'altro, dal tempo di elettrolisi e dall'intensità della corrente elettrica utilizzata.
Così, il fisico e chimico inglese Michael Faraday (1791-1867) iniziò a studiare questi aspetti coinvolgendo l'elettrolisi e dopo diversi esperimenti ha scoperto alcune leggi in quel caso.
Michael Faraday (1791-1867)
Uno di essi ha mostrato che la quantità di massa di un metallo che si deposita sull'elettrodo è direttamente proporzionale alla quantità di carica elettrica (Q) che attraversa il circuito.
La carica elettrica (Q) è data dalla seguente formula:
Su cosa:
i = intensità di corrente elettrica (unità: ampere - A)
t = tempo (unità: secondi – s)
Quindi l'unità di carica sarebbe A. s, che è uguale all'unità coulomb (C).
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Nell'anno 1909, il fisico Robert Andrews Millikan (1868-1953) determinò che la carica elettrica di 1 elettrone è uguale a 1,602189. 10-19 .
Robert Andrews Millikan (1868-1953)
La costante di Avogadro dice che in 1 mole di elettroni ci sono 6,02214. 1023 elettroni. Quindi, la quantità di carica trasportata dal passaggio di 1 mole di elettroni è uguale al prodotto della carica elettrica di ciascun elettrone per la quantità di elettroni che abbiamo in 1 mole, cioè:
1,602189. 10-19 . 6,02214. 1023 = 96486 C
Pertanto, se conosciamo la quantità di materia (n) che viaggia attraverso il circuito, basta moltiplicare per il valore che abbiamo appena visto che abbiamo trovato la carica elettrica (Q) che sarà necessaria per effettuare il processo di elettrolisi che se vuoi:
Questo valore (96486 C) è noto come Costante di Faraday (1F). Quindi, se la carica utilizzata nel processo è data in faraday, allora possiamo usare le relazioni stabilite dalle regole del tre e calcolare la quantità di massa che verrà depositata nell'elettrolisi.
Leggi il prossimo Applicazioni degli aspetti quantitativi dell'elettrolisi per sapere esattamente come questi calcoli possono contribuire alla risoluzione dei problemi legati ai processi di elettrolisi e persino alle batterie.
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Aspetti quantitativi dell'elettrolisi"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Consultato il 28 giugno 2021.
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